YB618 包裝機條盒輸送穩(wěn)定性的分析與改進

謝 偉 李惠峰

（紅塔集團大理卷煙廠，云南 大理671000）

YB618 硬條及條外透明紙包裝機（以下簡稱YB618 包裝機）在機組中的主要任務是完成煙條條盒紙及條外透明紙的包裝。在生產(chǎn)過程中，YB618 包裝機經(jīng)常會出現(xiàn)無條盒紙停機、條盒紙堵塞停機、條盒紙折角不良和打碼噴膠位置不對等不良情況。經(jīng)過對YB618 包裝機的條盒供應系統(tǒng)進行觀察，發(fā)現(xiàn)條盒紙吸取鼓吸取條盒紙時，存在吸不住和吸取歪斜的情況，由此造成上述不良情況的發(fā)生。

針對條盒紙吸取不下及吸取歪斜而引起的停機次數(shù)及條盒浪費進行統(tǒng)計：平均每天因條盒紙吸取不下造成停機8 次，每次處理時間1 分鐘，每次停機剔除煙條數(shù)為2 條；平均每天因條盒紙吸取歪斜造成條盒紙堵塞、條盒紙折角不良等情況10次，每次處理時間2 分鐘，同時產(chǎn)生廢品煙條4 條。綜合統(tǒng)計，平均每天需28 分鐘處理條盒吸取故障，處理廢品煙條56 條，影響了設(shè)備的有效作業(yè)率，也大大增加了成本的消耗。

1 YB618 包裝機條盒吸取原理

圖1 YB618 包裝機條盒紙的拾取機構(gòu)示意圖

YB618 包裝機條盒紙的吸取方式為翻轉(zhuǎn)式吸取，如圖1 所示。整個條盒拾取機構(gòu)由曲柄盤1 驅(qū)動，滑架3 通過連桿2 與曲柄盤1 連接，并且被兩根平行的導桿7 導向。扇形齒輪6 沿著一個支架運行生產(chǎn)了吸取鼓5 的旋轉(zhuǎn)動作。吸取鼓上的吸嘴吸住條盒疊最底部一張條盒紙的左端，然后沿送紙方向運動，同時翻轉(zhuǎn)180°，將條盒紙的左端交遞給送紙輥，之后吸嘴按原路徑返回到條盒疊最底部一張條盒紙的左端，完成一張條盒紙的吸取動作。

2 存在問題

2.1 吸嘴變形分析

YB618 包裝機條盒吸取鼓上的吸嘴采用的是長橢圓形的橡膠吸嘴，如圖2 所示。長橢圓形接近矩形，吸嘴吸取條盒時，在負壓下變形，吸嘴唇口棱角處的變形不平整，容易漏氣，致使吸嘴吸力不足，從而條盒吸取不穩(wěn)，如圖2a；同時，吸嘴安裝在吸取鼓的吸嘴座上，只有負壓孔與吸嘴座相連，兩端無支撐，在吸取條盒時會產(chǎn)生一定的變形，兩端會翹起來，容易漏氣，吸力不足導致條盒吸取不穩(wěn)，如圖2b。

圖2 正常吸嘴和變形吸嘴

2.2 吸嘴吸力計算分析

真空吸盤水平吸取吸力計算公式：

式中：W 為吸力（N）；P 為真空度（-KPa）；C 為吸盤面積（cm2）。

橢圓面積計算公式：）

式中：c 為吸嘴工作面積（cm2）；A、B 為橢圓的長軸和短軸半徑（cm）。

橢圓吸嘴長軸3cm，短軸1cm，YB618 包裝機的真空度P 為-50KPa，帶入數(shù)據(jù)計算換算后得到一個橢圓吸嘴的吸力為1.2kg，兩個吸嘴吸力為2.4kg。

摩擦力計算公式：

式中：μ 為條盒紙的動摩擦系數(shù)；m條盒為條盒紙料斗中紙疊的質(zhì)量。

條盒紙料斗儲紙量為100-600 張條盒紙，單張條盒紙重量約22g，一疊條盒紙疊重量為2.2kg～13.2kg，查閱資料[3]得μ≈0.187；根據(jù)公式（3）計算吸取紙疊最底一張需克服的摩擦力為0.41kg～2.46kg。

當料斗的最大料位600 張條盒紙時需克服的最大摩擦力為2.46kg，而兩個吸嘴最大的吸力為2.4kg，W

3 改進原理及措施

3.1 改進原理

在生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)FOCKE408 包裝機的條盒吸取較為穩(wěn)定，因此我們預想采用FOCKE408 包裝機的條盒紙吸嘴來替代YB618 包裝機的吸嘴。根據(jù)YB618 包裝機條盒紙吸嘴存在的問題，我們對FOCKE408 包裝機的吸嘴進行變形及吸力的驗證：

圖3 所示為FOCKE408 包裝機的吸嘴，吸嘴呈圓形，套在吸風頭上使用。吸嘴無棱角，唇口平整，負壓下變形較小，不易漏氣；且吸風頭上開有負壓槽，使吸力更加集中，條盒吸取穩(wěn)定；吸風頭是金屬件，支撐著整個吸嘴，保持吸嘴不變形，防止漏氣，保證條盒吸取穩(wěn)定。

圖3 FOCKE408 包裝機條盒紙吸嘴

FOCKE408 圓形吸嘴的直徑為2cm，帶入公式（1）得到一個吸嘴的吸力為1.6kg，兩個吸嘴吸力為3.2kg，大于吸取紙疊最底一張需克服的最大摩擦力。

根據(jù)驗證，可以采用FOCKE408 包裝機的條盒紙吸嘴來替代YB618 包裝機的吸嘴。

3.2 改進措施

原YB618 長橢圓吸嘴和FOCKE408 圓形吸嘴結(jié)構(gòu)上差異較大，為了不影響原設(shè)備的性能，不能在原YB618 的吸取鼓上直接更換安裝替代，需進行設(shè)計改進。

比較YB618 條盒吸取鼓和FOCKE408 條盒吸取鼓，如圖4所示，發(fā)現(xiàn)兩者吸嘴的位置不同，即吸嘴座尺寸有所差異，必須重新設(shè)計吸嘴座，使吸嘴的位置適應YB618 的吸取鼓吸取條盒時的工作位置。

圖4 YB618 吸取鼓和FOCKE408 吸取鼓

圖5 吸嘴座設(shè)計圖紙

根據(jù)分析測繪，我們設(shè)計出了符合要求的吸嘴座，如圖5 所示。

按照設(shè)計圖紙并進行加工，加工好吸嘴座后進行組裝，組裝成新的YB618 條盒吸取鼓，如圖6 所示。

圖6 新吸嘴座組件和新YB618 吸取鼓

4 效果驗證

在設(shè)備上調(diào)試好新的條盒吸取鼓之后，我們對條盒紙吸取不下、吸取歪斜而引起的停機次數(shù)及條盒浪費進行統(tǒng)計：平均每天因條盒紙吸取不下造成停機0 次，因條盒紙吸取歪斜造成條盒紙堵塞、條盒紙折角不良等情況1 次，因此，改進后平均每天只需2 分鐘處理條盒吸取故障，每天處理廢品煙條數(shù)量降至4 條。新的YB618 條盒吸取鼓上機后設(shè)備運行正常，且條盒吸取效果得到較大的改善。

5 結(jié)論

在YB618 包裝機條盒吸取鼓的基礎(chǔ)上，設(shè)計改進了吸嘴座和更換了吸嘴，很好地解決了YB618 包裝機條盒輸送的穩(wěn)定性問題，降低了停機率和提高了設(shè)備的運行效率，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了條盒的消耗，為工廠創(chuàng)造了效益。